Protocolo de comunicación sobre redes de comunicación por líneas de alimentación de energía.

Un sistema de comunicación para comunicar información a través de una parrilla (2) de línea de alimentación deenergía,

que comprende:

una primera unidad (1) de extremo de cabecera, conectada en un extremo distante a la rejilla (2) de línea dealimentación de energía, y

una o más primeras unidades híbridas conectadas a la rejilla (2) de línea de alimentación de energía en unainstalación del cliente, incluyendo dichas una o más unidades (11) híbridas:

una primera unidad (3) de punto de cliente adaptada para comunicar con la primera unidad (1) deextremo de cabecera, y

una segunda unidad (3) de extremo de cabecera adaptada para comunicar con la primera unidad depunto de cliente y con una o más segundas unidades de punto de cliente,

en donde cada unidad de extremo de cabecera comunica con una o más unidades (3) de punto de clienteasociadas a través de: (1) un canal de comunicación lógica semi-dúplex de sentido descendente, en dondeuna frecuencia de portadora presente a la salida del transmisor de la unidad de extremo de cabecera escoincidente con la frecuencia de recepción de cada una de las unidades de punto de cliente asociadas a launidad (1) de extremo de cabecera, y (2) un canal de comunicación lógica semi-dúplex de sentidoascendente, en el que una frecuencia de portadora presente a la salida de cada transmisor (6) de la unidadde punto de cliente es coincidente con la frecuencia de recepción de la unidad (1) de extremo de cabecera,formando los canales de sentido ascendente (9) y de sentido descendente (8) asociados a la unidad (1) deextremo de cabecera y a las unidades (3) asociadas de punto de cliente una sub-red, y operando en bandasde frecuencia mutuamente excluyentes, y

en donde una o más de las unidades (3) de punto de cliente incluye también una tercera unidad (3) deextremo de cabecera, estando cada tercera unidad (3) de extremo de cabecera adaptada para comunicar conla una o más segundas unidades (3) de punto de cliente y con una o más terceras unidades (3) de punto decliente.

Protocolo de comunicación sobre redes de comunicación por líneas de alimentación de energía Un sistema de comunicación para la comunicación de información a través de una rejilla de línea de alimentación de energía.

El documento EP 0 593 380 A1 divulga el uso de un cable de televisión por cable para la distribución de señales de comunicación para el control y gestión de domótica. Se proporcionan unidades individuales que están capacitadas para comunicar con un módulo colectivo central. Este sistema requiere un cable de televisión para la comunicación.

El objeto de la invención consiste en proporcionar un sistema de comunicación mejorado para la comunicación de información a través de una rejilla de línea de alimentación de energía. Este objeto se ha alcanzado mediante un sistema de comunicación que tiene las características definidas en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas han sido definidas en las sub-reivindicaciones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a redes de comunicación por líneas de alimentación de energía, y más en particular a los protocolos usados para habilitar y transmitir información a través de líneas de alimentación de energía eléctrica.

Típicamente, una red de comunicación por línea de alimentación de energía (PLC) está compuesta por dos componentes. El primer componente es la Red de Línea de alimentación de energía de Área Amplia (WPLN) , que es la infraestructura de comunicación que proporciona transmisión de datos entre las subestaciones y el equipo local del cliente situado típicamente junto a, o cerca de, un medidor de energía eléctrica de la instalación de un cliente. El segundo componente de la red de comunicación por línea de alimentación de energía es la Red de Línea dealimentación de energía de Área Local (LPLN) , que es la infraestructura de comunicación situada en la instalación del cliente.

Los componentes de la red de comunicación por línea de alimentación de energía proporcionan uno o más canales de comunicación bidireccionales. Cada canal es un enlace de punto a punto entre un par de transmisor/receptor en un extremo de medio de transmisión, un medio físico que transmite señales eléctricas, y un segundo par de transmisor/receptor en un extremo distante del medio de transmisión. Para implementar un canal dúplex completo, cada par de transmisor/receptor puede actuar como transmisor y receptor simultáneamente.

En una configuración típica, el equipo de las instalaciones del cliente incluye un dispositivo que incluye dos pares de transmisor/receptor. Un primer par de transmisor/receptor comunica a través de la WPLN con un par de transmisor/ receptor de sentido ascendente, situado en la subestación. Un segundo par de transmisor/receptor comunica con todos los equipos de usuario final ubicados en instalaciones de clientes. En esencia, el segundo par de transmisor/receptor proporciona un único punto de entrada en la LPLN de la instalación del cliente.

Adicionalmente a la infraestructura física, la red de comunicación por línea de alimentación de energía proporciona un esquema de asignación de recursos que define las políticas y procedimientos para insertar y retirar dispositivos en, y desde, la red de comunicación por línea de alimentación de energía. Estos esquemas de asignación de recursos están típicamente basados en diferentes políticas sobre la WPLN y la LPLN.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Expuesto de forma breve, la presente invención comprende un sistema de comunicación por línea de alimentación de energía para comunicar información a través de una rejilla de línea de alimentación de energía. El sistema comprende una primera unidad de extremo de cabecera y una o más primeras unidades híbridas conectadas a la rejilla de línea de alimentación de energía. Las una o más primeras unidades híbridas incluyen una primera unidad de punto de cliente adaptada para comunicar con la primera unidad de extremo de cabecera, y una segunda unidad de extremo de cabecera adaptada para comunicar con una o más segundas unidades de punto de cliente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El sumario que antecede, así como la descripción detallada que sigue de las realizaciones preferidas de la invención, podrán ser mejor comprendidas cuando se leen junto con los dibujos anexos. A los efectos de ilustrar la invención, se han mostrado en los dibujos realizaciones que son actualmente preferidas. Se debe entender, no obstante, que la invención no se limita a la disposición precisa y a los elementos que se muestran. En los dibujos, se utilizan números de referencia iguales para indicar elementos iguales a través de los mismos. En los dibujos:

La Figura 1 es una ilustración gráfica del canal de comunicación dúplex completa entre una unidad de extremo de cabecera y varias unidades de punto de cliente;

La Figura 2 es una ilustración gráfica de una unidad híbrida de transmisión y recepción de datos, que actúa como unidad de punto de cliente en una sub-red y como unidad de extremo de cabecera en otra;

La Figura 3 es un diagrama de flujo de inserción de dispositivo en la red de comunicación por línea de alimentación de energía; La Figura 4 es un diagrama de flujo de detección de dispositivos de punto de cliente inactivos; La Figura 5 es una ilustración gráfica de una red de comunicación típica por línea de alimentación de energía a través de líneas de alimentación de energía de AC; La Figura 6 es una ilustración gráfica del formato de trama y paquete usado por la red de comunicación por línea de alimentación de energía, y La Figura 7 es una ilustración gráfica de una red de comunicación típica por línea de alimentación de energía a través de una línea de alimentación de energía de DC.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención describe tanto características físicas como lógicas de un sistema de comunicación por línea de alimentación de energía.

La Figura 1 muestra una realización preferida de una red de comunicación por línea de alimentación de energía de área amplia (WPLN) que comprende una unidad 1 de extremo de cabecera una rejilla 2 de línea de alimentación de energía y una o más unidades 3 de punto de cliente. Aunque la rejilla de energía eléctrica se ve típicamente como un medio de bus compartido, a los efectos de esta invención, en base a la naturaleza de las normas de transmisión y recepción, la WPLN se ve como una arquitectura de punto a multipunto. En el centro de la arquitectura está la unidad 1 de extremo de cabecera, la cual es responsable, entre otras muchas cosas, de supervisar el acceso a los recursos (es decir, control de acceso al medio) para una sub-red. La unidad 1 de extremo de cabecera comprende un módulo 4 de transmisor de extremo de cabecera y un módulo 5 de receptor de extremo de cabecera, cada uno de los cuales está sintonizado en bandas de frecuencia diferentes, de tal modo que las dos bandas de frecuencia no se solapan, ni las mismas interfieren entre sí.

Adicionalmente a la unidad 1 de extremo de cabecera, existe una o más unidades 3 de punto de cliente unidas a la WPLN. Aunque similares en cuanto a diseño de hardware, las unidades 3 de punto de cliente actúan como dispositivos esclavo respecto a la unidad 1 de extremo de cabecera. Cada unidad 3 de punto de cliente comprende un módulo de transmisor 6 de punto de cliente y uno de receptor 7 de punto de cliente, sintonizados en diferentes bandas de frecuencia, de tal modo que las dos bandas de frecuencia no se solapan, ni interfieren cada una con la otra.

Desde un punto de vista de topología de red, existe un canal lógico de comunicación dúplex completa entre cada unidad 3 de punto de cliente y una unidad 1 asociada de extremo de cabecera de la red WPLN. Esta trayectoria de comunicación lógica bidireccional está compuesta realmente por dos canales semi-dúplex, uno 8 desde la unidad 1 de extremo de cabecera hasta cada unidad 3 de punto de cliente (trayectoria de sentido descendente) , y otro 9 desde cada unidad 3 de punto de cliente hasta la unidad 1 de extremo de cabecera (sentido ascendente) . Estos canales semi-dúplex están implementados por sintonización de la frecuencia de los módulos 7 de receptor de las unidades de punto de cliente con la frecuencia de transmisión de la unidad 1 de extremo de cabecera. De forma similar, el módulo 5 de receptor de la unidad de extremo de cabecera está sintonizado a la misma frecuencia exacta que el módulo 6 transmisor de cada una de las unidades 3 de punto de cliente.

La configuración unidireccional dual descrita tiene tres ventajas. En primer lugar, las bandas de frecuencia en ambas... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de comunicación para comunicar información a través de una parrilla (2) de línea de alimentación de energía, que comprende:

una primera unidad (1) de extremo de cabecera, conectada en un extremo distante a la rejilla (2) de línea de alimentación de energía, y una o más primeras unidades híbridas conectadas a la rejilla (2) de línea de alimentación de energía en una instalación del cliente, incluyendo dichas una o más unidades (11) híbridas:

una primera unidad (3) de punto de cliente adaptada para comunicar con la primera unidad (1) de extremo de cabecera, y una segunda unidad (3) de extremo de cabecera adaptada para comunicar con la primera unidad de punto de cliente y con una o más segundas unidades de punto de cliente,

en donde cada unidad de extremo de cabecera comunica con una o más unidades (3) de punto de cliente asociadas a través de: (1) un canal de comunicación lógica semi-dúplex de sentido descendente, en donde una frecuencia de portadora presente a la salida del transmisor de la unidad de extremo de cabecera es coincidente con la frecuencia de recepción de cada una de las unidades de punto de cliente asociadas a la unidad (1) de extremo de cabecera, y (2) un canal de comunicación lógica semi-dúplex de sentido ascendente, en el que una frecuencia de portadora presente a la salida de cada transmisor (6) de la unidad de punto de cliente es coincidente con la frecuencia de recepción de la unidad (1) de extremo de cabecera, formando los canales de sentido ascendente (9) y de sentido descendente (8) asociados a la unidad (1) de extremo de cabecera y a las unidades (3) asociadas de punto de cliente una sub-red, y operando en bandas de frecuencia mutuamente excluyentes, y en donde una o más de las unidades (3) de punto de cliente incluye también una tercera unidad (3) de extremo de cabecera, estando cada tercera unidad (3) de extremo de cabecera adaptada para comunicar con la una o más segundas unidades (3) de punto de cliente y con una o más terceras unidades (3) de punto de cliente.

2. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, en donde las frecuencias de portadora de cada uno de los canales de sentido descendente (8) y de sentido ascendente (9) que operan en la red de línea de alimentación de energía de área amplia, son mutuamente excluyentes.

3. El sistema de comunicación de la reivindicación 2, en donde el sistema comprende una pluralidad de sub-redes, siendo las bandas de frecuencia de los canales de sentido ascendente (9) y de sentido descendente (8) de la pluralidad de sub-redes, mutuamente excluyentes.

4. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, en donde el ancho de banda del canal de comunicación de sentido descendente es sustancialmente idéntico al ancho de banda del canal de comunicación de sentido ascendente.

5. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, en donde cada uno de los canales de sentido ascendente (9) y de sentido ascendente (8) utiliza un formato de trama (70) que comprende:

un campo de banderolas (71) , que incluye una dirección de destino, un campo de longitud (72) , que identifica el número de octetos presentes en la carga útil (74) de la trama, un campo de selector de medios, que identifica el tipo de carga útil (74) , un campo de comprobación de redundancia cíclica (CRC) (73) , que contiene el valor de CRC calculado a través de una porción restante de la trama, y un campo de carga útil que incluye una secuencia arbitraria de datos.

6. El sistema de comunicación de la reivindicación 5, en donde cada unidad de punto de cliente examina la dirección de destino de la trama de datos recibida desde la unidad (1) de cabecera, y (1) si la dirección del hardware de destino coincide con su propia dirección de hardware, se programa la trama (70) para su procesamiento, y (2) si no se encuentra la dirección de hardware de la unidad (3) de punto de cliente, la trama (70) se descarta.

7. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, en donde cada canal (9) de comunicación de sentido ascendente está dividido en una o más ranura de tiempo.

8. El sistema de comunicación de la reivindicación 7, en donde se asignan recursos de ranura de tiempo en un extremo de cabecera a las unidades (3) de punto de cliente asociadas por medio de un esquema de asignación basado en suscripción, en donde cualquiera de los recursos no asignados son asignados temporalmente a las unidades (3) de punto de cliente asociadas, con la restricción de que los recursos no asignados pueden ser revocados en cualquier momento, sin notificación por parte de la unidad (1) de extremo de cabecera.

9. El sistema de comunicación de la reivindicación 7, en donde cada dispositivo de punto de cliente asociado recibe una porción igual de recursos de ranura de tiempo.

10. El sistema de comunicación de la reivindicación 7, en donde los recursos de ranura de tiempo son reasignados dinámicamente cuando se introduce una nueva unidad (3) de punto de cliente en la red o se desactiva una unidad

(3) de punto de cliente a la que han sido asignados recursos de ranura de tiempo.

11. El sistema de comunicación de la reivindicación 7, que incluye además un subsistema de control de acceso al

medio dentro de cada unidad (1) de extremo de cabecera, emitiendo periódicamente el subsistema de control de acceso al medio una señal de asignación de ranura de tiemplo en una predeterminada de las ranuras de tiempo, en donde si una unidad individual de las unidades (3) de punto de cliente detecta que la señal de asignación de ranura de tiempo tiene la dirección de la unidad (3) individual de punto de cliente, la unidad (3) individual de punto de cliente puede transmitir en una ranura de tiempo asignada, y si la unidad individual de entre las unidades de punto de cliente no detecta la señal de ranura de tiempo asignada con la dirección de la unidad (3) individual de punto de cliente, la unidad individual de punto de cliente no puede transmitir en la ranura de tiempo asignada.

12. El sistema de comunicación de la reivindicación 7, que incluye además un subsistema de control de acceso al medio dentro de cada unidad (1) de extremo de cabecera, proporcionando periódicamente el subsistema de control

de acceso al medio una ranura de tiempo de registro adaptada para recibir señales de registro procedentes de las unidades (3) de punto de cliente, en donde tras la recepción de una señal de registro procedente de una unidad individual de entre las unidades (3) de punto de cliente, el subsistema de control de acceso al medio asigna una ranura de tiempo a la unidad (3) individual de punto de cliente mediante la inclusión de la dirección de la unidad (3) individual de punto de cliente en la siguiente señal de asignación de ranura de tiempo transmitida.

2.

13. El sistema de comunicación de la reivindicación 1, en donde la unidad de extremo de cabecera emite datos (8) de sentido descendente idénticos para todas las unidades (3) de punto de cliente por la misma sub-red lógica.